溫度式膨脹閥的製作方法
2023-05-02 22:15:21 1
專利名稱：溫度式膨脹閥的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種溫度式膨脹閥，該溫度式膨脹閥安裝到諸如汽車空調器的空調設備上，用於根據製冷劑的溫度控制供給到蒸發器的製冷劑的流量。
背景技術：
例如，未經審查的、公開號為NO.2002-310538的日本專利中描述的這種溫度式膨脹閥，包括稜柱形閥殼體、第一通道、形成在第一通道內的閥室、第二通道、節流通道、球形閥體、第三通道以及操作杆，所述第一通道形成在閥殼體內用於高壓製冷劑的通過，所述第二通道與第一通道平行地形成在閥殼體內用於送到蒸發器側製冷劑的通過，用於連通閥室和第二通道的閥座元件被推進所述節流通道內，所述球形閥體相對布置在節流通道內，所述第三通道用於從蒸發器側送回的製冷劑的通過，所述操作杆用於傳感通過第三通道的製冷劑的溫度並驅動閥體。
在預先安裝在閥體和操作杆之間的情形下，上述閥座元件固定到節流通道上。操作杆具有插入到閥座元件內的小直徑部分，且球形閥體固定在小直徑部分的遠端。結果，節流通道的開口面積能夠通過閥體的位移來調節。
然而，作為流量調節功能，上述未經審查的、公開號為NO.2002-310538的日本專利使用了複雜的結構，其中棒狀的操作杆、球形閥體、管狀閥座元件等被預先組成為一體。在這些元件中，閥座元件配合到操作杆的小直徑部分，但是因為閥座元件和小直徑部分之間確保有間隙，例如，當通過使用操作杆將閥座元件通過壓配合固定到節流通道上時，仍存在定中心的問題。
在此結構中，閥體和操作杆被固定。當操作杆被焊接到閥體上時，例如，由於焊接的熔深，操作杆的長度出現變化。當閥座元件通過使用這樣的操作杆、通過壓配合固定到節流通道上時，在操作杆的末端顯現出變形，從而通過膨脹閥控制流量的精確度下降。
發明內容
鑑於上述問題，本發明目的在於提出一種具有簡單結構和很少構件的溫度式膨脹閥。
為實現上述目的，本發明提出一種溫度式膨脹閥，所述溫度式膨脹閥包括閥殼體(110)，所述閥殼體(110)具有高壓製冷劑流進其內的第一通道(121)、流到蒸發器(5)的低壓製冷劑流過它的第二通道(122)、所述蒸發器(5)出口側的製冷劑流過它的第三通道(123)以及連通第一通道(121)和第二通道(122)的節流通道(125)；閥體(130)，所述閥體(130)具有改變所述節流通道(125)的截面積的閥元件(131)；操作杆(135)，所述操作杆(135)用於與位移元件(160)聯動地驅動所述閥體(130)，所述位移元件(160)根據與蒸發器(5)的製冷劑的出口溫度對應的飽和壓力和蒸發器(5)的蒸發壓力之間的壓力差產生(經歷)位移；其中與節流通道(125)連通並容納閥體(130)的滑孔(124)形成在閥殼體(110)內；以及閥元件(131)，所述閥元件(131)與操作杆(135)聯動地在滑孔(124)內移動，從而調節節流通道(125)的截面積。
根據本發明，閥體(130)為在軸嚮往復運動的滑閥系統，結果，包括閥體(130)、閥元件(131)和滑孔(124)的所述閥機構能夠簡單。因為不需要過去必需的諸如焊接或壓配合的固定，流量控制執行的精度能夠被提高。
本發明中，滑孔(124)是從所述閥殼體(110)的一個方向形成的孔，所述滑孔(124)形成為閥體(130)能夠從滑孔(124)的末端中的一個末端配合，且節流通道(125)在其底部開口。
根據本發明，諸如具有閥元件(131)的閥體(130)、操作杆(135)、後面出現的彈簧元件(133)和後面出現的第一和第二密封元件(136、137)的閥機構的組成構件能夠從一個方向裝配。因為裝配步驟的數量能夠被如此降低，因此裝配因子能夠被提高。
本發明中，閥體(130)具有閥元件(131)和導引部分(132)，所述閥元件(131)具有棒狀形狀，所述棒狀形狀具有小直徑，所述導引部分(132)具有大於閥體(130)的直徑。根據本發明，閥機構能夠以簡單的形式構成。更具體地，閥體(130)能夠通過至少導引部分(132)和閥元件(131)形成為一體。
因此，閥體(130)和用於容納閥體(130)的滑孔(124)能夠通過諸如焊接或推入的機加工容易地形成，且閥機構不需在過去必需的諸如焊接或壓配合的固定。因此，流量控制執行的精度能夠被提高。
本發明中，作為液體通道的連通口(131a、131b、131c)形成在閥元件(131)內，且連通口(131a、131b、131c)中的至少一個與操作杆(135)聯動地調節節流通道(125)的開口面積。
根據本發明，所述連通口(131a、131b、131c)中的至少一個可以與節流通道(125)的開口部分結合。因此，能夠組成具有簡單構造的閥機構。
在其中球形閥體與管形閥座元件結合的現有技術的閥機構中，因為製冷劑在閥體的位移方向上流動，因此存在出現閥體的自激勵振動的問題。因此，在本發明中，製冷劑從節流通道(125)到閥元件(131)的流動方向與閥體(130)的滑動方向垂直交叉，從而不容易發生自激勵振動。結果，不會出現自激勵振動導致的令人不快的噪音。
本發明中，所述連通口(131a、131b、131c)中的至少一個朝向滑孔(124)的底部開口。根據本發明，減壓的製冷劑流過滑孔(124)的底部，壓力減小後的低壓力作用到操作杆(135)上。結果，用於驅動操作杆(135)和閥體(130)的位移元件(160)的驅動力能夠被減小，且位移元件(160)的直徑即隔膜的直徑能夠被減小。
本發明中，作為液體通道的外周凹槽(131d)繞閥元件(131)的外周形成，且外周凹槽(131d)與操作杆(135)聯動地調節節流通道(125)的開口面積。
根據本發明，外周凹槽(131d)能夠比在上述發明中更易定位在節流通道(125)內，且能夠構成具有簡單構造的閥機構。可取的，將外周凹槽(131d)與連通口(131a、131b、131c)中的至少一個組合。
本發明中，所述節流通道(125)具有使閥元件(131)的位移量和節流通道(125)的開口面積之間的關係大體上成比例的截面形狀。當節流通道(125)例如大體上呈矩形形狀時，開口面積與閥元件(131)的位移量大體上具有比例關係。結果，流量控制執行精確度的提高得到實現。
本發明中，所述閥體(130)包括用於氣密密封第三通道(123)和第二通道(122)之間的壓力差的第一密封元件(136)。根據本發明，第一密封元件(136)能夠容易地布置到閥體(130)上，且在不妨礙閥體(130)的裝配因子的情況下，能夠裝配到閥殼體(110)上。
本發明中，所述閥體(130)包括用於氣密密封第一通道(121)和第二通道(122)之間的壓力差的第二密封元件(137)。根據本發明，第二密封元件(137)能夠容易地布置到閥體(130)上，且在不妨礙閥體(130)的裝配因子的情況下，能夠以與上述發明相同的方式被裝配到閥殼體(110)上。
本發明中，用於激勵(致動)所述位移元件(160)的彈簧元件(133)布置成所述蒸發器(5)的出口製冷劑具有過熱度，調節螺杆元件(140)被進一步設置用於調節所述彈簧元件(133)的彈簧力，所述彈簧元件(133)置於所述閥體(130)和所述調節螺杆元件(140)之間。
根據本發明，閥體(130)、彈簧元件(133)和調節螺杆元件(140)能夠依指定的次序容納在滑孔(124)內。結果，閥體(130)、彈簧元件(133)和調節螺杆元件(140)能夠從一個方向被裝配，且能夠容易地實現過熱度的精細調節。
本發明中，用於激勵位移元件(160)的彈簧元件(133)布置成蒸發器(5)的出口製冷劑具有過熱度，且彈簧元件(5)置於閥體(130)和滑孔(124)之間。
根據本發明，彈簧元件(133)能夠從與閥體(130)相同的方向被裝配。彈簧元件(133)的尺寸也能夠被減小。
本發明中，閥體(130)和操作杆(135)形成為能夠調節彈簧元件(133)的彈簧力。根據本發明，操作杆(135)的長度能夠通過例如嚙合而聯接閥體(130)和操作杆(135)被調節。結果，在不布置獨立的調節機構的情況下能夠容易地實現過熱度的精確調節。
本發明中，所述位移元件(160)具有用於將驅動力傳遞到操作杆(135)的傳動元件(163)，且閥體(130)與操作杆(135)或包括操作杆(135)的傳動元件(163)形成為一體。
根據本發明，構件的數目能夠降低，且能夠提高傳動元件(163)、閥體(130)和操作杆(135)的連接長度的裝配精確度。結果，因為位移元件(160)的位移量能夠被準確地傳遞到閥體(130)，因此流量控制執行的精確度能夠被提高。
附帶地，每一括號中的標號代表後面出現的實施例中的具體裝置的對應關係。
參照附圖，從本發明的如下所述的優選實施例的描述中，本發明可以得到更全面的理解。
圖中圖1是根據本發明的第一實施例的溫度式膨脹閥1的整體結構的示意圖；圖2是形成在根據本發明的第一實施例的閥殼體110內的製冷劑通道的位置關係的縱截面視圖；圖3A是根據本發明的第一實施例的閥體130的整體結構的縱截面視圖；圖3B是沿圖3A中線A所作的視圖；圖4A-4C是本發明的第二實施例中的閥元件110中的每一個的形狀和節流通道的示意圖；圖5是顯示當閥元件110和節流通道的形狀作為參數時位移量和開口面積之間關係的圖表；圖6是根據本發明的第三實施例的溫度式膨脹閥1的整體結構的示意圖；圖7是根據本發明的第四實施例的溫度式膨脹閥1的整體結構的示意圖；圖8是根據本發明的第五實施例的溫度式膨脹閥1的整體結構的示意圖；圖9是根據本發明的第六實施例的溫度式膨脹閥1的整體結構的示意圖；圖10是根據本發明的第六實施例的溫度式膨脹閥1的整體結構的示意圖；圖11是根據本發明的第六實施例的溫度式膨脹閥1的整體結構的示意圖；圖12是根據本發明的第七實施例的溫度式膨脹閥1的整體結構的示意圖；圖13是根據本發明的第八實施例的溫度式膨脹閥1的整體結構的示意圖；以及圖14是根據本發明的再一個實施例的溫度式膨脹閥1的整體結構的示意圖。
具體實施例方式
(第一實施例)下文將參照圖1-3B解釋根據本發明的第一實施例的溫度式膨脹閥。圖1是顯示溫度式膨脹閥1的整體結構的示意圖。圖2是形成在閥殼體110內的製冷劑通道的位置關係的縱截面視圖。圖3A是顯示閥體130的整體結構的縱截面視圖，圖3B是沿圖3A中線A所作的視圖。
如圖1中所示，溫度式膨脹閥1(後文中僅稱作「膨脹閥」)與諸如壓縮機2、冷凝器3、貯液器4和蒸發器5等功能構件組成已知的製冷循環，且這些構件通過製冷劑管道6連接。
膨脹閥1包括閥殼體110、閥體130、位移元件160、操作杆135和彈簧元件133，所述閥體130布置在形成在貯液器4和蒸發器5之間的製冷劑通道內，所述位移元件160根據對應於蒸發器5的製冷劑出口溫度的飽和壓力和蒸發器5的蒸發壓力之間的壓力差產生位移，所述操作杆135與位移元件160聯動，用於驅動閥體130，所述彈簧元件133推動位移元件160。
閥殼體110是由鋁合金以這樣的方式形成例如為稜柱形的殼體，即，製冷劑通道能夠形成在該殼體內，且閥體130、位移元件160、操作杆135和彈簧元件133布置在閥殼體110內。
如圖1和2中所示，製冷劑通道包括第一通道121、第二通道122、第三通道123、節流通道125和連通通道126，所述第一通道121與貯液器4的出口連通，所述第二通道122與蒸發器5的進口連通，所述第三通道123的側面中的一個與蒸發器5的出口連通且其側面中的另一個與壓縮機2的吸入側連通，所述連通通道126通過後面出現的滑孔124連通第一和第二通道121和122。
第一通道121是有底的孔，所述有底的孔形成在閥殼體110的末端中的一個末端的下側，從貯液器4流出的高壓製冷劑通過此通道，且與滑孔124連通的節流通道125形成在上述底部上面。節流通道125用於減少從第一通道121流入的高壓製冷劑的壓力。
第二通道122是有底的孔，所述有底的孔在閥殼體110的另一末端形成在第一通道121上面。與滑孔124連通的連通通道126形成在所述有底的孔的底部從而其流量被閥體130調節的低壓製冷劑能夠流動。
第三通道123形成為通孔從而貫穿閥體130的上部。被蒸發器5蒸發的低壓製冷劑從此通孔的一端流進並從另一末端流出到壓縮機2。開口部分123a形成在此第三通道123的上中間部分。此開口部分是用於將流過第三通道123的製冷劑的熱量傳遞到布置在開口部分123a上面的位移元件160的開口孔。
滑孔124直接形成在此開口部分123a下面從而連通通道126能夠與節流閥125連通。滑孔124的形狀形成為將閥體130和彈簧元件133容納在其中且允許閥體130根據下面出現的位移元件160的位移量作往復運動。
更具體地，滑孔124的形狀形成為具有小直徑的閥元件131(下面描述)的外圓周與滑孔124在下部內接，而直徑大於閥元件131的直徑的導向元件132(下面描述)的外圓周與滑孔124在上部內接。形成在滑孔124裡面的階梯部分124a保持住彈簧元件133末端中的一個末端。附帶地，滑孔124是有底的圓孔且該有底的圓孔末端中的一個末端開口而另一末端不是通孔。
結果，流進第一通道121的製冷劑在閥殼體110內依指定的次序流過節流通道125、滑孔124、連通通道126和第二通道122。附帶地，標號127表示用於布置位移元件160的開口部分。螺紋部分127a形成在開口部分處且能夠通過嚙合與位移元件160連接。標號128表示密封元件167的接納表面，所述密封元件167從外面氣閉地密封流過第三通道123的製冷劑。
其次，位移元件160是用於根據位移量驅動閥體130的驅動裝置，所述位移量隨對應於流過第三通道123的製冷劑的出口溫度的飽和壓力和蒸發器5的蒸發壓力之間的壓力差變化。如圖1中所示，位移元件160包括容器主體161、隔膜162、傳動元件163等。所述容器主體161具有上蓋161a和下蓋161b及形成在下蓋161b上的螺紋部分161c，所述上蓋161a和下蓋161b每一個都由不鏽鋼形成。
隔膜162和傳動元件163布置在容器主體161內。隔膜162被上蓋161a和下蓋161b繞其外周部分夾緊、且通過焊接被固定，從而限定上壓力室164和下壓力室165。作為操作液體的製冷劑被充入上壓力室164內並被塞子166密封。
傳動元件163由鋁或不鏽鋼形成，且其外周部分由下蓋161b支撐。其上表面與隔膜162保持接觸而其下表面露在開口部分127內。換言之，流過第三通道123的製冷劑的蒸發壓力作用在傳動元件163的下表面上。
另一方面，流過第三通道123的製冷劑的溫度通過容器主體161、傳動元件163和隔膜162被傳遞到上壓力室164。結果，對應於作為操作液體的製冷劑的溫度的飽和壓力作用在隔膜162上，所述溫度被熱傳遞到上壓力室164的裡面。
因此，對應於流過第三通道123的製冷劑的出口溫度的飽和壓力在上壓力室164內作用在隔膜162上，且蒸發器5的蒸發壓力在下壓力室165內作用在隔膜162上。換言之，因為上壓力室164的飽和壓力和下壓力室165的蒸發壓力之間的壓力差，隔膜162產生位移，且傳動元件163與隔膜162聯動並也產生了位移。
操作杆135與傳動元件163的下部嚙合且此操作杆135的另一末端配合到閥體130內。操作杆135是具有小直徑的軸、且由不鏽鋼形成，操作杆135與傳動元件163的位移聯動，用於驅動閥體130。
其次將參照圖1和3A解釋閥體130的結構。閥體130由不鏽鋼形成，大體上是圓柱形形狀，且被容納成與滑孔124內接。閥體130能夠在滑孔124內軸嚮往復運動。
閥體130具有閥元件131，所述閥元件131在其上部和下部具有作為閥體130的隔離部分的環形圓柱表面以及在中央具有用於形成閥流動通道的連通口131a-131c。閥流動通道與朝向節流通道125的滑孔124的開口協同提供其連通面積可以變化的閥。
閥流動通道與閥體130的連通面積基於閥體130在軸向上的位置變化。換言之，當閥體在滑孔124內移動時，形成在閥殼體110內的節流通道125的截面積能夠被調節。
更具體地，此實施例中的閥體130如圖3A和3B中所示由具有小直徑的閥元件131和在閥體130的下部具有大直徑的導引部分132組成，且在彈簧元件133被裝配的情形下，當從滑孔124的開口端被插入時，所述閥體130能夠被裝配。
閥體130在滑孔124內的部分具有這樣的形狀，即從滑孔124的開口端朝封閉端，外直徑不變或下降。閥體130在滑孔124內的部分的形狀形成為其直徑逐漸或逐步變小。此結構使得可以進行一個方向的裝配。
具有小直徑的閥元件131具有多個連通口131a-131c，和外周凹槽131d。更具體地，連通口131a的形狀形成為與節流通道125連通。連通口131c的形狀形成為與連通通道126連通。連通口131b的形狀形成為在閥體130的軸向上從閥元件131的下端延伸從而連通口131a與連通口131c連通。外周凹槽131d繞連通口131a的開口端的外周形成。
附帶地，連通口131a和131b形成為以與節流通道125相同的方式具有相同的小直徑，且連通口131c的形狀形成為具有更大的直徑。繞連通口131a的外周形成的外周凹槽131d的形狀形成為能夠改變節流通道125朝向滑孔124的開口面積。
換言之，當閥體130在滑孔124內向下移動時，節流通道125的開口面積增加。即，凹槽131d的形狀形成為閥體130的位移量越大，節流通道125的開口(閥打開)程度變得越大。因此，且當位移量大時，流過外周凹槽131d和連通口131a的製冷劑的流量增加。
通過連通口131a以後，冷卻劑依指定的次序流過連通口131b、連通口131c、連通通道126和第二通道122。因為連通口131b打開，被節流通道125和連通口131a降低的製冷劑壓力作用在滑孔124的底部上。
此實施例中的彈簧元件133以這樣的方式配合，即它的彈簧力將操作杆135壓向位移元件160從而來自蒸發器5的出口製冷劑具有過熱度。更具體地，當彈簧元件133容納在閥體130和滑孔124之間時，彈簧力作用在閥體130上。
更具體地，彈簧元件133由螺旋彈簧構成，所述螺旋形彈簧的直徑等於或略小於導引部分132的直徑，且所述螺旋形彈簧以這樣的方式裝配到閥元件131上的外周上，即其末端中的一個末端布置在滑孔124的階梯部分124a、另一末端布置在閥元件131的上端。結果，彈簧元件133的彈簧力通過操作杆135能夠作用在位移元件160上並推動位移元件160。因此，傳動元件163被彈簧元件133的彈簧力向上推動。
在此，將解釋具有上述結構的膨脹閥1的製造方法。首先，如圖2中所示，形成在閥殼體110內的每一個製冷劑通道、滑孔124、開口部分123a和127等的切削過程能夠從一個方向進行。特別地，就滑孔124而言，鑽孔能夠從上開口部分123a和127的側面進行。
就節流通道125和連通通道126而言，鑽孔也能夠從第一通道121或第二通道122的側面進行。在閥體130中，另一方面，如圖3B中所示，每一個連通口131a-131c和外周凹槽131d能夠容易地形成。
當閥體130被裝配到閥殼體110內時，操作杆135的末端中的一個末端預先配合到導引部分132的末端中的一個末端內。如此，彈簧元件133和閥體130能夠從一個方向被容納在滑孔124內。
當密封元件167被裝配到接納表面128上並與位移元件160嚙合時，位移元件160能夠被布置在閥殼體110內。附帶地，為了裝配位移元件160，當操作杆135的末端中的一個末端與傳動元件163的末端中的一個末端嚙合時，嚙合得以實現。根據此裝配方法，閥體130、彈簧元件133、操作杆135和位移元件160能夠從一個方向被裝配。
接下來將解釋此實施例的膨脹閥1的操作。流自貯液器4的液態製冷劑從第一通道121通過節流通道125，並且當其通過閥元件131和滑孔124之間的間隙(外周凹槽131d)並通過連通口131a和131b時，所述液態製冷劑絕熱膨脹並變成霧狀製冷劑。然後製冷劑通過連通口131c、連通通道126和第二通道122流出到蒸發器5。
另一方面，被蒸發器5蒸發的製冷劑流進第三通道123並被吸入壓縮機2的吸入側。在此，通過外周凹槽131d和連通口131a、131b從第一通道121流進第二通道122的製冷劑的流量通過閥元件131由節流通道125的開口程度決定，即由閥門開度決定。
換言之，在上壓力室164內的飽和壓力與蒸發器4的蒸發壓力加上彈簧元件133的彈簧力平衡的位置閥體130保持其平衡，圖中所述飽和壓力在傳動元件163被向下偏壓的方向上作用，圖中所述蒸發壓力在傳動元件163被向上偏壓的方向上作用。
例如，當車廂內的溫度升高、且在蒸發器5中出現劇烈蒸發時，蒸發器5的過熱度升高。結果，製冷劑出口溫度升高且上壓力室164的飽和壓力上升。結果，傳動元件163在圖中被向下推、且閥體130與操作杆135一起向下移動，從而增加閥門開度。結果，流出到蒸發器5的製冷劑的流量增加。
當車廂內的溫度下降且蒸發器5的過熱度變低時，傳動元件163與上述操作相反地向上移動。因為閥體130與操作杆135一起向上移動，從而閥門開度減小，流動蒸發器5的製冷劑的流量降低。
附帶地，因為位移元件160的位移，圖中閥體130被允許在垂直方向上往復運動，從而改變閥門開度的系統通常被稱為「滑閥系統」。根據此滑閥系統，閥元件131能夠有利地形成簡單的構造和小直徑。
根據上述第一實施例的膨脹閥1，用於容納閥體130的、與節流閥125連通的滑孔124形成在閥殼體110內，且當閥元件131與操作杆135聯動地在滑孔124內移動時，節流通道125的截面積能夠被調節。
結果，因為使用了允許閥體130在軸嚮往復運動的滑閥系統，包括閥體130、閥元件131和滑孔124的閥機構能夠形成為簡單結構。因為，對於球形閥機構而言過去必需的通過焊接或推入的固定已不必要，流量控制執行的精確度能夠得到提高。
滑孔124是從閥殼體110的一個方向形成的有底的孔，且閥體130能夠從其開口端被插入。因此，閥機構的諸如具有閥元件131的閥體130、操作杆135和彈簧元件133的組成構件能夠從一個方向被裝配。結果，裝配步驟的數量被減少而裝配因子被提高。
而且，因為閥體130具有小直徑的棒狀閥元件131和直徑大於閥元件131的直徑的導引部分132，閥機構能夠形成為簡單的形式。更具體地，閥體130能夠通過至少導引部分132和閥元件131一體形成。
因為閥體130和用於容納閥體130的滑孔124通過諸如切削的機加工能夠容易地形成，在過去必需的諸如焊接和推入(擠入)的閥機構的固定手段不必要的情況下，流量控制執行的精確度能夠被提高。
附帶地，外周凹槽131d繞閥元件131的外周形成，且外周凹槽131d與操作杆135聯動地調節節流通道125的開口面積。從而，因為外周凹槽131d可以與節流通道125的開口部分結合，閥機構能夠形成為簡單結構。
在球形閥體與管形閥座元件結合的現有技術的閥機構中，因為製冷劑在閥體的位移方向上流動，存在出現閥體的自激發振動的問題。因此，在本發明中，製冷劑從節流通道125到閥元件131的流動方向與閥體130的滑動方向垂直交叉，從而自激勵振動不容易發生。結果，不會出現自激勵振動導致的令人不快的噪音。
形成在閥元件131內的連通口131a、131b和131c中的至少一個向滑孔124的底部開口。因此，當減壓的製冷劑流過滑孔124的底部時，壓力減小後，較低的壓力作用到操作杆135上。
結果，用於驅動操作杆135和閥體130的位移元件160的驅動力能夠被減小，且位移元件160的直徑即隔膜的直徑能夠被減小。
因為用於偏壓位移元件160的彈簧元件133放置在彈簧元件133和閥體130之間的間隙中，彈簧元件133能夠從與閥體130相同的方向被裝配。彈簧元件133的尺寸能夠被減小。
(第二實施例)在此實施例中，當用於改變節流閥125的截面積的外周凹槽131d或連通口131a的截面形狀改變時，位移量和開口面積之間的關係被確定。具體地，根據本發明者完成的實驗，當外周凹槽131d形成時位移量和開口面積之間的關係大體上成比例，且流量控制的精確度能夠提高。
下面將參照圖4A-4C和圖5進行解釋。圖4A-4C是顯示外周凹槽131d或形成在節流通道125和閥元件131內的連通口131a的形狀的示意圖。圖5是顯示當圖4A-4C中所示的形狀用作參數時位移量和開口面積之間關係的圖表。
圖4A中，節流閥125形成為具有直徑Φd的圓孔。外周凹槽131d的寬度是d，d也是節流閥125的圓孔的直徑。圖4B中，節流通道125形成為具有直徑Φd的圓孔，且與節流通道125的圓孔中一樣的連通口131a形成在閥元件131內。
圖4C中，節流通道125形成為d×πd/4的矩形孔且閥元件131的外周凹槽131d的寬度與圖4A中的d一樣。基於這些形狀的位移量和開口面積之間的關係參照圖5進行比較。
參照圖5，符號A代表圖4A中所示的形狀的性能，B代表圖4B中所示的形狀的性能，而C代表圖4C中所示的形狀的性能。圖4C中所示的形狀最優。
順便地，圖表中A所示的性能大體上具有比例關係、且呈現實際上足夠的性能。圖表中的B偏離比例關係，但是在此情況下，形狀的生產較容易。然而，對此形狀而言，需要用於定位各個孔的裝配精確度。將閥體130的導引部分132形成為例如矩形形狀是可取的。
從上述第二實施例中能夠理解定位到節流通道變得更容易，且通過在閥元件131內形成外周凹槽131d，閥機構能夠形成為具有更簡化的結構。節流通道125具有使位移量和開口面積之間的關係大體上成比例的截面形狀。因此，當節流通道125具有例如矩形形狀時，開口面積與閥元件131的位移量大體上具有比例關係。結果，流量控制執行精確度的提高得到實現。
(第三實施例)前述實施例中，閥體130形成大體上圓柱形的形狀，且滑孔124以這樣的方式形成，即閥體130的閥元件131和導引部分132的外周彼此內接且閥體130容納在滑孔124內。然而，此結構並不是限制性的。例如，也可以布置用於氣密密封閥體和滑孔124之間間隙的密封元件。
具體地，如圖6中所示，為了氣密密封第三通道123和第二通道122之間的壓力差，即蒸發器5的製冷劑進口和製冷劑出口之間的壓力差，在導引部分132的外周內形成凹進的凹槽，且諸如O形圈的第一密封元件136配合到凹槽內。
為了密封第一通道121和第二通道122之間的壓力差，即製冷循環上的高度差，凹入的凹槽繞閥元件131的外周形成，且諸如O形圈的第二密封元件137可以配合到凹槽內。
根據此結構，第一和第二密封元件136和137能夠容易地布置到閥體130上，且在不妨礙閥體130的裝配因子的情況下，閥殼體110被裝配。
(第四實施例)上述實施例中，連接到第一通道121的節流通道125的開口面積通過形成在閥元件131上的外周凹槽131d調節，但是也可以使用下面的結構。即，連接到第二通道122的節流通道125的開口面積可以通過形成在閥元件131上的外周凹槽131d調節，更具體的如圖7中所示。
然而，在此情況下，連通通道126形成在第一通道121和滑孔124之間，且節流通道125形成在第二通道122和滑孔124之間。兩個連通口131a和131b形成在閥元件131內。
根據前述結構，流進第一通道121的高壓製冷劑通過連通通道126流進滑孔124的底部、然後依次流過連通口131b和連通口131a。因此，在此情況下，製冷劑在連通口131b、連通口131a和節流通道125內經歷絕熱膨脹，且其流量在外周凹槽131d和節流通道125內被調節後，製冷劑流過節流通道125和第二通道122。
結果，壓力減小且流量被調節的製冷劑流到蒸發器5。然而，在滑孔124的底部，高的壓力作用在操作杆135上。換言之，在此實施例中，位移元件160的位移量要求高於施加到操作杆135上的壓力的飽和壓力，且位移元件160的直徑，即隔膜的直徑，必須增大。
因為此時在第三通道和滑孔124的底部之間出現了壓力差，優選地，繞閥體130的外周設置第三密封元件138以建立氣密封。
(第五實施例)前述實施例中，形成具有繞連通口131a外周的外周凹槽131d的閥體130，但是只有外周凹槽131d形成在閥元件131上，且沒有形成連通口131a。
在此情況下，從第二通道122傾斜地向下傾斜的斜孔可以形成在第二通道122和滑孔124之間形成的連通通道126內。根據此結構，壓力減小後，製冷劑流過滑孔124的底部，且壓力減小後的低的壓力以與第一到第三實施例中相同的方式作用在操作杆135上。
(第六實施例)
前述實施例中，傳動元件163、操作杆135和閥體130形成為單獨(分開)的元件且然後彼此嚙合或配合用於裝配，但是，它們可以一體形成。具體地，操作杆135和傳動元件163可以如圖9中所示形成為整體。
閥體130和操作杆135如圖10中所示彼此一體形成。而且，閥體130、操作杆135和傳動元件163如圖11中所示彼此形成為一體。根據此結構，構件的數目能夠降低，且各組成構件在沒有通過插入等被裝配的情況下形成為一體。結果，能夠提高傳動元件163、閥體130和操作杆135的連接長度的裝配精確度。因為位移元件160的位移量能夠準確地傳遞到閥體130，因此能夠提高流量控制執行的精確度。
(第七實施例)前述實施例使用操作杆135配合到閥體130的末端中的一個末端內用於裝配的結構、或操作杆135和閥體30形成為一體的結構。然而，結構不特別限定於此，也可以使用通過嚙合進行的調節功能以改變操作杆135的長度。
具體地，具有螺母部分135a的有底插入孔130a形成在閥體130的導引部分132的末端中的一個末端處，且與插入孔130a嚙合的螺母部分135a如圖12中所示形成在操作杆135內。
當閥體130裝配到閥殼體110上時，操作杆135的末端中的一個末端預先擰入導引部分132的插入孔130a內。在被放入閥元件131的外周的情形下，彈簧元件133從滑孔124的開口端插入。如此，彈簧元件133和閥體130能夠從一個方向容納到滑孔124內。
當密封元件167裝配到接納表面128時，操作杆135的另一末端裝配到傳動元件163內且位移元件160被嚙合，從而，位移元件160能夠被設置到閥殼體110上。
其次，操作杆135從第三通道123的左右開口部分轉動以改變其嚙合深度。從而操作杆135的長度能夠被調節。換言之，通過調節操作杆135的長度，可以實現過熱度，包括彈簧元件133的彈簧力，的精細調節。
此時，通過由中空軸形成操作杆135和在圖中箭頭所示方向上斂縫(或砸邊)以聯接導引部分132，能夠防止調節後螺紋部分的鬆動。在不設置獨立的調節機構的情況下，具有此結構的膨脹閥1能夠容易地和精確地調節過熱度。
換言之，在不增加構件數量的情況下可以實現過熱度的精確調節，且能夠防止調節後的鬆動。長度調節後導引部分132通過斂縫被聯接，但是也可以使用用於固定相互螺紋部分的固定劑。
(第八實施例)上述第七實施例中，操作杆135和閥體130通過聯接相互連接以精確調節過熱度。除了此結構外，也可以設置作為調節螺杆機構的單獨元件。
具體地，閥體130和閥殼體110的形狀形成為作為調節機構的調節螺杆元件140如圖13中所示能夠設置在滑孔124的底部，且彈簧元件133能夠布置在此調節螺杆元件140和閥體130的下端之間。調節螺杆元件140的形狀形成為在其上表面接納彈簧元件133的末端中的一個末端。凹槽形成在外周的上部而螺紋部分形成在下部。諸如O形環的第四密封元件139設置在外周凹槽內以切斷滑孔124的底部與外面的連通。
而且，六角形孔141形成在調節螺杆元件140的底部，且螺杆元件140通過使用諸如扳手的工具被擰入滑孔124的螺紋部分。滑孔124形成為在閥殼體110內的底部具有螺紋部分。
閥體130在其閥元件131處具有外周凹槽131d和連通口131a和131b，從而以與第四實施例中相同的方式調節連接到第二通道122的節流閥125的開口面積。彈簧元件133的另一末端與閥元件131的下端保持接觸。
根據上述結構，彈簧元件133的彈力通過閥體130和操作杆135能夠偏壓位移元件160，且通過調節螺杆元件140能夠實現過熱度的精細調節。在此實施例中，調節螺杆元件140首先從開口端側擰出，然後彈簧元件130和閥元件131被插入。如此，能夠實現從一個方向裝配。
(其他實施例)前述實施例中，彈簧元件133與閥體130容納在滑孔124內，但是此結構不是限制性的。即，彈簧元件133如圖14中所示可以布置在位移元件160下面的開口部分127內。
換言之，彈簧元件133的末端中的一個末端布置在形成在閥殼體110內的開口部分127內，且另一末端布置在傳動元件163的下端處。結果彈簧元件133的彈簧力偏壓向位移元件160。在此情況下，不必在閥體130內形成具有較大直徑的導引部分132。滑孔124和閥體130能夠形成為簡單的形狀。
儘管參照為說明目的選取的特定實施例描述了本發明時，明顯的是，在不偏離本發明的基本概念和保護範圍的情況下，本領域的技術人員能夠對所述實施例作很多的修改。
權利要求
1.一種溫度式膨脹閥，包括閥殼體，所述閥殼體具有高壓製冷劑流進其內的第一通道、流到蒸發器的低壓製冷劑流過它的第二通道、所述蒸發器出口側的製冷劑流過它的第三通道，以及連通所述第一通道和所述第二通道的節流通道；閥體，所述閥體具有改變所述節流通道的截面積的閥元件；操作杆，所述操作杆用於與位移元件聯動地驅動所述閥體，所述位移元件根據與流過所述第三通道的製冷劑的出口溫度對應的飽和壓力和所述蒸發器的蒸發壓力之間的壓力差產生位移；其中與所述節流通道連通並容納所述閥體的滑孔形成在所述閥殼體內；以及所述閥元件與所述操作杆聯動地在所述滑孔內移動，從而調節所述節流通道的截面積。
2.根據權利要求1所述的溫度式膨脹閥，其中作為從所述閥殼體的一個方向形成的孔的所述滑孔以這樣的方式形成，即所述閥體能夠從所述滑孔的末端中的一個末端配合，且所述節流通道在其底部附近開口。
3.根據權利要求1所述的溫度式膨脹閥，其中所述閥體具有閥元件和導引部分，所述閥元件具有小直徑的棒狀形狀，所述導引部分具有比所述閥體大的直徑。
4.根據權利要求3所述的溫度式膨脹閥，其中作為液體通道的連通口形成在所述閥元件內，且所述連通口中的至少一個與所述操作杆聯動地調節所述節流通道的開口面積。
5.根據權利要求4所述的溫度式膨脹閥，其中所述連通口中的至少一個向著所述滑孔的底部開口。
6.根據權利要求3所述的溫度式膨脹閥，其中作為液體通道的外周凹槽繞所述閥元件的外周形成，且所述外周凹槽與所述操作杆聯動地調節所述節流通道的開口面積。
7.根據權利要求4所述的溫度式膨脹閥，其中所述節流通道具有這樣的截面形狀，即所述閥元件的位移量和節流通道的開口面積之間的關係大體上成比例。
8.根據權利要求1所述的溫度式膨脹閥，其中所述閥體包括用於氣密密封所述第三通道和所述第二通道之間的壓力差的第一密封元件。
9.根據權利要求1所述的溫度式膨脹閥，其中所述閥體包括用於氣密密封所述第一通道和所述第二通道之間的壓力差的第二密封元件。
10.根據權利要求1所述的溫度式膨脹閥，還包括用於激勵所述位移元件的彈簧元件和用於調節所述彈簧元件的彈簧力的調節螺杆元件，所述彈簧元件布置為所述蒸發器的出口製冷劑具有過熱度，且其中所述彈簧元件置於所述閥體和所述調節螺杆元件之間。
11.根據權利要求1所述的溫度式膨脹閥，還包括彈簧元件，所述彈簧元件用於激勵所述位移元件，所述彈簧元件布置為所述蒸發器的出口製冷劑具有過熱度，其中所述彈簧元件置於所述閥體和所述滑孔之間。
12.根據權利要求11所述的溫度式膨脹閥，其中所述閥體和所述操作杆形成為能夠調節所述彈簧元件的彈簧力。
13.根據權利要求1所述的溫度式膨脹閥，其中所述位移元件具有用於將驅動力傳遞到所述操作杆的傳動元件，且所述閥體與所述操作杆或包括所述操作杆的所述傳動元件一體形成。
全文摘要
一種溫度式膨脹閥(1)包括閥殼體(110)，具有第一通道(121)、流到蒸發器(5)的低壓製冷劑流過的第二通道(122)以及連通第一通道(121)和第二通道(122)的節流通道(125)；具有閥元件(131)的閥體(130)；與位移元件(160)聯動，用於驅動所述閥體(130)的操作杆(135)，位移元件(160)根據對應於蒸發器(5)的製冷劑的出口溫度的飽和壓力和所述蒸發器(5)的蒸發壓力之間的壓力差產生位移；其中連通節流通道(125)並容納閥體(130)的滑孔(124)形成在閥殼體(110)內；以及閥元件(131)，與操作杆(135)聯動地在所述滑孔(124)內移動，從而調節節流通道(125)的截面積。結構能夠被簡化且構件的數量能夠減少。
文檔編號F16K31/64GK1904420SQ20061010870
公開日2007年1月31日 申請日期2006年7月28日 優先權日2005年7月28日
發明者本田伸, 伊藤繁樹, 山崎庫人 申請人:株式會社電裝